資源簡介

22 能源與可持續發展
【課標】
本中考考點和要求（“▲”表示該標準要求屬于評價水平這一層次）
評價目標和評價水平 標準要求 知識性 目標 技能性 目標 體驗性 目標
了解 認 識 理 解 獨立 操作 經 歷 認 同 內 化
1.結合實例說出能源與人類生存和社會發展的系。 ▲
2.列舉常見的不可再生能源和可再生能源。 ▲
3.知道核能等新能源的特點和可能帶來的問題。 ▲
4.了解我國和世界上其他國家的能源狀況。對于能源的開發利用有可持續發展的意識。 ▲ ▲
【規律】
規律總結1：能源問題
1.能源的種類
（1）化石能源：我們今天使用的煤、石油、天然氣，是千百萬年前埋在地下的動、植物經過漫長的地質年代形成的，所以稱為化石能源。
（2）生物質能：由生命物質提供的能量稱為生物質能。生物質能是化學能源的一種，他可以理解成機體物質發生化學變化時釋放的能量。
（3）太陽能：由太陽輻射提供的能量。
（4）風能、水能：都屬于自然界提供的機械能。
（5）地熱能：由地球內部提供的能量。
2.一次能源和二次能源
像化石能源這樣可以直接從自然界中獲得的能源，我們稱為一次能源。我們使用的電能，無法從自然界直接獲取，必須通過消耗一次能源才能得到，所以稱電能這樣的能源為二次能源。
常見的一次能源有：煤、石油、天然氣、風能、水能、太陽能、地熱能、核能等。
常見的二次能源有：電能、汽油、柴油等。
注意：辨別一次能源和二次能源的依據
一次能源是可以直接從自然價獲得的能源；二次能源是由一次能源經過加工轉換而得到的，如電能、煤氣、焦炭、汽油、柴油等。區分一次能源和二次能源的關鍵是看其是否經過加工轉換。
3.人類廣泛使用電能的原因：電能是由其他形式的能轉化而來的二次能源。由于電能便于輸送和轉化，又加上現代社會離不開各種各樣的用電器，所以電能的利用是人類進入現代文明社會的標志。人們使用不同的用電器，根據需要將電能轉化為其他各種形式的能量。
4.談談21世紀的能源趨勢
（1）能源危機：由于世界人口的急劇增加和經濟的不斷發展，能源的消耗持續增長。特別是近幾十年來，能源消耗增長速度明顯加快。所以開發新能源、更好地利用已知能源，是全球范圍內的重要課題。
（2）解決能源問題的出路：隨著第三次能源革命序幕的拉開，核能成為主要能源。同時人類正著力開發取之不盡、用之不竭的太陽能，并取得了重大成就。核能、太陽能的開發和利用為人類的能源問題找到了新的出路。面對目前的能源趨勢，解決能源問題的主要出路有：一是提高能源的利用率，做到科學開發，節約使用；二是開發和利用新能源，如太陽能、風能、地熱能等。
規律總結2：核能問題
1.核能。質子、中子依靠強大的核力緊密的結合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或結合是極其困難的。但是，一旦質量較大的原子核發生分裂或質量較小的原子核相互結合，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。
2.核能屬于一次能源，也屬于新能源，釋放核能的方式有兩種：核裂變和核聚變。
裂變與聚變的比較
比較 裂變 聚變
定義 較大原子核分裂為較小原子核的過程 質量很小的原子核結合成較大原子核的過程
條件 用中子轟擊較大原子核 超高溫
釋放核能大小 巨大 更加巨大
是否可控制 可利用核反應堆控制鏈式反應的速度 目前，核聚變速度還不能認為控制
應用 原子彈、核電站 氫彈
3.核能的利用特點
核能的優點 ①核能十分巨大，它能極大的補充人類能源的不足，使用核能大大節約了常規能源 ②核能能夠解決能源分布不均衡的問題
核能的缺點 ①核能屬于一次能源，且會越用越少 ②核能存在核污染，產生核輻射，會對地球生物造成傷害 ③核反應堆中會產生核廢料，在治理核廢料過程中，代價較高
核電站應用地域 ①核電站一般建在能源需求量大，而且能源十分缺乏的地區 ②核電站建在離人群較遠的地區，避免對人畜造成傷害
規律總結3：太陽能問題
1.太陽的構造：從內到外一次是太陽核心、輻射曾、對流層、太陽大氣。
2.太陽能的由來——氫核聚變。在太陽內部，氫原子核在超高溫下發生聚變，釋放出巨大的核能。因此可以講，太陽核心每時每刻都在發生氫彈爆炸，所以說太陽是一個巨大的“核能火爐”。
3.太陽能的傳遞——熱輻射。太陽核心的溫度高達1500萬攝氏度，太陽核心釋放的能量向外擴散可以傳送到太陽表面。太陽表面溫度約為6000℃，就像一個高溫氣體組成的海洋。大部分太陽能以熱和光的形式向四周輻射開去。
4.太陽是人類能源的寶庫
（1）地球上除核能、地熱能和潮汐能以外所有的能量都來自太陽，所以說太陽是人類能源的寶庫。
（2）化石能源的形式：遠古時期陸地和海洋中的植物，通過光合作用，將太陽能轉化為生物體的化學能。在它們死后，軀體埋在地下和海底，腐爛了。滄海桑田，經過幾百萬年的沉積、化學變化、地層的運動，在高壓下漸漸變成了煤和石油。在石油形成過程中還放出天然氣。今天我們開采的化石燃料來獲取能量，實際上是在開采上一年前地球所接收的太陽能。
5.太陽能的利用。利用太陽能的四個渠道
（1）綠色植物的“光化轉換”。通過植物的光合作用（被植物、微生物吸收）將太陽能儲存起來，再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等形式釋放出來，實現光能轉化為化學能。
（2）空氣水分的“光機轉換”。由于太陽的熱輻射，使大氣和水分升騰循環，再通過風、水等形式釋放出來，實現光能轉化為機械能。
（3）被海洋吸收，成為海洋內能。
（4）直接被人們利用。
人們直接利用太陽能的方式有兩種：①集熱器的“光熱轉換”，實現太陽能轉化為內能；②太陽能電池的“光電轉換”，實現太陽能轉化為電能。
6.太陽能的優缺點
（1）優點：太陽能作為一種新能源，它具有一些普通能源不可比擬的優點。
①太陽能取之不盡，用之不竭，太陽內部的熱核反應足以持續50億年，是人類可以利用的最豐富的永久性資源。
②太陽能分布廣闊，不需要挖掘、開采和運輸，透入少收益大。
③太陽能是一種清潔能源，使用時不會帶來任何污染。
（2）缺點：太陽能雖然具有傳統能源所沒有的優點，但也有一些缺點給利用上帶來一些困難。
①太陽能到達地球上非常分散，需要裝置有相當大的接收面積，提高了接收裝置的造價。
②太陽能的利用受氣候、晝夜的影響很大。因此必須有貯存張志，這不僅增加了技術上的困難，也使造價增加。目前雖然已經制成多種貯存系統，但總是不夠理想，具體應用也有一定困難。
③太陽能轉換效率很低。
規律總結4：能源與可持續發展
1．能源消耗對環境的影響，主要體現在以下幾個方面：
（1）能源消耗會造成熱污染。化石能源在使用時會產生大量的內能，其中被利用的內能只是其中的一部分，還有相當一部分沒有被利用，從而造成了熱污染。汽車尾氣就是造成城市熱島效應的原因之一。
（2）大量燃燒化石能源會造成空氣污染和溫室效應的加劇。如燃燒石油和天然氣、煤等會產生大量的CO2、SO2、氮氧化物等氣體，除污染空氣和加劇溫室效應外，還會形成酸雨，導致水、土壤酸化，對植物、建筑物、金屬構件等造成危害。
（3）一些欠發達國家用柴薪能源除會造成空氣污染、產生廢物外，還會加劇水土流失和沙漠化。
（4）作為第三次能源革命的標志——核能的開發和利用，也不是絕對清潔和安全的，處理不當會造成有害輻射。
2．人類不應當無限制的向大自然索取，我們必須在提升物質文明的同時，保持與自然、環境的和諧與平衡。
不要因為利用能源時會對環境造成污染而停止使用能源，也不要因為能源的利用促進了文明和社會的發展而對環境造成嚴重污染。使用能源和保護環境可以做到有機的統一和諧的發展。要解決這個問題，當然離不開科學技術的進步和社會的發展。
3.不能再生能源和可再生能源
化石能源、核能等能源會越用越少，不能在短期內從自然界得到補充，這類能源稱為不可再生能源。想水能、風能、太陽能、生物質能等可以在 自然界里源源不斷的得到，所以我們把它們稱為可再生資源。
常見的不可再生能源有：煤、石油、天然氣、核能等。
常見的可再生能源有：風能、水能、太陽能、生物質能等。
注意：我們說講的“可再生能源”和“不可再生能源”都是針對一次能源而言的，即只有對自然界中自然存在，可直接取用的能源來講，才能說其屬于“可再生能源”或“不可再生能源”。
4.未來的理想能源必須滿足的四個條件
未來理想能源能夠大規模替代石油、煤和天然氣等不可再生能源。必須滿足以下幾個條件。
第一，必須足夠豐富，可以保證長期使用；
第二，必須足夠便宜，可以保證多數人用得起；
第三，相關的技術必須成熟，可以保證大規模使用；
第四，必須足夠安全清潔，可以保證不會污染環境。
【例題】
考點一：能源的分類
分 類 標 準 類型 區別標準 實例
產生方式 一次能源 可以從自然界直接獲取 風能、地熱能、核能、太陽能等。
二次能源 不可以從自然界直接獲取 電能等。
是否可再生 可再生能源 可以從自然界源源不斷地得到。 風能、太陽能、生物質能等。
不可再生能源 消耗后不可在短期內從自然界補充。 化石能源、核能等。
構成 化石能源 經過漫長的地質年代形成。 煤、石油、天然氣等。
生物質能 由生命物質提供的能量。 動植物體內存儲的化學能等。
【例題1】 （2022湖南張家界）新一代“人造太陽”裝置在成都建成并實現首次放電。“人造太陽”利用______ 選填“聚變”或“裂變”，這種方式釋放的核能具有不產生高放射性核廢料的優點，屬于______ 選填“可再生”或“不可再生”能源。
【例題2】（2022新疆兵團）為了減少對環境的污染，未來我國占能源消費總量的比例逐步降低的能源是（ ）
A. 煤炭 B. 核能 C. 風能 D. 水能
考點二：新能源
1.核能
(1)概念：原子核分裂聚合時，釋放出的大量能量。
(2) 獲得核能的途徑：裂變和聚變。
2.太陽能
(1)優點：
a.巨大的“核能火爐”，可謂取之不盡，用之不歇。
b.人類能源的寶庫。c.清潔無污染。d.易獲得
(2)利用
a.用集熱器把物質加熱。
b.用太陽能電池把太陽能轉化成電能。
【例題3】（2022四川綿陽）“華龍一號”是我國核電走向世界的“國家名片”，2021年1月30日在福建福清投入商業運行，這對助力碳達峰、實現碳中和具有重要意義。“華龍一號”核電站反應堆內的核反應是（　　）
A．可控的裂變 B．不可控的裂變
C．可控的聚變 D．不可控的聚變
考點三：能源與可持續發展
1.節約能源：由于能量轉移和能量轉化的方向性，目前作為人類主要能源的化石能源正逐漸被消耗，所以節約能源，已成為緊迫的問題。
解決辦法：(1) 形成前民節能意識，提高能源的利用率；(2) 注重技術創新，開發新能源，特別是開發利用核能和太陽能等綠色能源。
2.能源消耗對環境的影響
(1)環境污染：燃料燃燒過程中會產生有害氣體，不完全燃燒還會產生粉塵，污染大氣，危害人體健康，影響動植物正常生長。
(2)環境影響：水土流失，土地沙漠化。
(3)環境保護的主要措施：改進燃燒設備，盡量使燃料充分燃燒；加裝消煙裝置，減少煙塵排放量；普及使用煤氣和天然氣，以代替家用煤爐；集中供熱，以減少煙囪數目，即提高了燃料的利用率又減少了污染；開發利用污染小的新能源。
【例題4】（2022長春）下列能源中，屬于可再生能源的是（　　）
A. 煤 B. 石油 C. 風能 D. 天然氣
【例題5】（2022海南）海南有豐富的太陽能資源，太陽能熱水器使用廣泛。太陽能是_______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。太陽能熱水器在加熱水時，把太陽能轉化為______。
【演練】
一、選擇題（本道大題有10小題，每小題4分，共40分）
1.(2021甘肅威武)中國可再生能源的開發利用規模居世界首位，下列屬于可再生能源的是（　　）
A. 太陽能 B. 石油 C. 煤 D. 核燃料
2.（2022黑牡雞朝鮮族）下列能源中，屬于可再生能源的是（ ）
A. 石油 B. 太陽能 C. 煤炭 D. 天然氣
3.（2022青海）我國在城市建設和鄉村振興計劃中，重視環境保護和新能源的利用。下列說法中正確的
是（　　）
A. 廢舊電池可以隨意丟棄
B. 太陽能既可以轉化為內能，也可以轉化為電能
C. 太陽能是不可再生能源
D. 積極利用綠地和湖泊加快城市建設
4.（2022湖北武漢）關于能源，下 列說法正確的是( )
A. 電能、地熱能都是一次能源
B. 風能、水能、太陽能都是不可再生能源
C. 核反應堆中發生的鏈式反應，是可以控制的
D. 大量氫核的裂變，可以在瞬間釋放出巨大的核能
5．（2022哈爾濱模擬題）關于信息與能源，下列說法中，錯誤的是（　　）
A．水能是可再生能源，可循環利用，因此不需要節約水資源
B．焚燒秸稈既污染環境又浪費能源，因此要大力禁燒秸稈，加強秸稈的綜合利用和開發
C．北斗衛星是通過電磁波傳遞信息，從而提供導航和通信服務
D．核電站一旦發生泄露，將產生嚴重的危害，所以必須制定嚴格的安全標準和規范
6.（2022撫順模擬題）下列各種能源中，屬于不可再生能源的是（　　）
A．太陽能 B．潮汐能 C．地熱能 D．天然氣
7．（2022牡丹江模擬題）關于下列說法中正確的是（　　）
A．只要站在絕緣的木凳上修電燈，就不會觸電
B．核能是可再生能源，開發和利用核能是人類獲取能源的一個新途徑
C．太陽能是取之不盡的能源，可直接利用且不會污染環境
D．固定電話是通過電磁波把信息傳到遠方
8.（2022云南模擬題）如圖所示是試驗中的無人駕駛太陽能汽車，下列有關說法不正確的是（　　）
A．太陽能是一種不可再生能源
B．太陽能電池將太陽能直接轉化為電能
C．測試人員可以通過電磁波遠程操控汽車
D．太陽能汽車在快速行駛時對地面的壓力比靜止時小
9．（2022成都模擬題）下列關于認識物質世界的敘述中錯誤的是（　　）
A．最早確立物質原子論的學者是阿伏伽德羅
B．電子的發現使人們認識到原子不是構成物質的最小單元
C．盧瑟福通過α粒子散射實驗發現了原子核
D．哥白尼把人們從“地球是宇宙中心”的錯誤認識中解脫出來
10.（2022福建模擬題）在粒子散射實驗的基礎上提出了原子核式結構模型，認為原子是由原子核和電子組成的。 提出這個模型的物理學家是（ ）
A.盧瑟福 B.愛因斯坦 C.牛頓 D.焦耳
二、填空題（每空1分，共26分）
1.（2022貴州黔東南州）如圖所示，是用燃燒天然氣給水加熱的情景。它是通過______途徑改變水的內能，天然氣是______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。
2.（2022河北）太陽能是______（選填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太陽能可有效地減少碳排放，圖所示是一輛低碳化未來汽車，車頂部裝有高效光電轉換器，它可將________能轉化為電能；車輪輪轂其實是風力發電機，可以把捕捉到的風能轉化為_________能。
3.（2022長春）2021年6月17日，神州十二號載人飛船成功發射，并與我國空間站天和核心艙成功交會對接。對接后，載人飛船相對于核心艙是______的。航天員進駐空間站后通過______與地面指揮中心傳遞信息。空間站可以利用太陽能電池板獲得能量，太陽能是太陽內部的氫原子核發生______（選填“裂變”或“聚變”）釋放出的核能。
4.（2022廣東省）原子由______ 和電子組成，電子帶______ 電，用中子轟擊軸235原子核，可使其發生核______ 選填“聚變”或“製變”并釋放核能。
5.（2022廣西貴港）貴港很多“村村通”的道路兩旁都安裝有如圖所示的太陽能LED照明路燈。它主要由太陽能電池板、LED燈頭等部件構成。LED是一種發光二極管，是由________材料制成（選填“導體”、“半導體”或“絕緣體”），通過電流能夠發光，可以把電能直接轉化成________能。
6．（2022廣西北部灣）中國援建了巴基斯坦的核電站，核電站的核反應堆利用原子核的__________（選填“裂變”或“聚變”）釋放核能。Wi-fi無線上網是利用________（選填“電磁波”或“超聲波”）傳遞信息。
7．（2022湖南岳陽模擬題）我國實現了全球首次海域可燃冰試采成功．可燃冰與石油一樣都是　　（填“可再生”或“不可再生”）能源．1m3可燃冰可以釋放出175m3的天然氣，這些天然氣完全燃燒釋放出的熱量是　　J；若這些熱量有50%被10噸的水吸收，水的溫度能夠上升　　℃．（q天然氣=3.6×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg ℃））
8．（2022湖北荊州模擬題）常規潛艇以四沖程柴油內燃機為動力，工作時包括吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，其中機械能轉化為內能的是　　沖程；核潛艇利用核反應堆發生核裂變提供動力，其核能是　　（選填“新能源”或“常規能源”）；在海面下潛艇上浮過程中受到的重力　　下潛過程中受到的重力（選填“等于”、“小于”或“大于”）。
9．（2022齊齊哈爾模擬題）小張駕駛一輛額定功率為35千瓦、效率為30%的汽車在一段平直的公路上勻速行駛，在額定功率下行駛1小時至少需要　　L汽油（汽油的熱值為3.5×107J/L）；若行駛的速度為72km/h，則汽車受到的阻力為　　N，汽油屬于　　能源（選填“可再生”或“不可再生”）。
10．（2022西安模擬題）我國在南海成功開采出的可燃冰是一種高效、清潔、儲量巨大的新能源，可以像固體酒精一樣被點燃，開采點位于水深1266m海底下一定深度的海床中，海水對海底的壓強是　　Pa，可燃冰屬于　　（選填“可再生”或“不可再生”）能源．（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
三、計算題（共17分）
1．(8分)（2022蘇州模擬題）“共享單車”普及后．王老師由原來開汽車上班改成騎“共享單車”上班，如圖所示的“共享單車”，它具有GPS定位功能，方便人們用手機尋找到附近“共享單車”的具體位置，它的前貨倉底板是一個太陽能電池板，為GPS功能供電．
（1）太陽能電池板工作時，把光能轉化為　 能．GPS工作是靠　 來實現定位的．
（2）王老師上班騎車的平均速度為15km/h，騎行時間為20min，比以前開汽車走相同的路上班要減少二氧化碳排放多少千克？（王老師開汽車上班的油耗為10L/100km，燃燒IL汽油要排放二氧化碳2.4kg．）
2．（9分）（2022長春模擬題）新能源純電功汽車因其環保、節能、高效、維護方使等諸多優勢，將來有望取代燃油車成為人們日常使用的重要交通工具，現在常德市的出租汽車中就已出現了純電動汽車的靚麗身影。電動汽車提供能量的裝置為車內的電池組，當它給電動機供電時，電動機將驅動車輪行駛。如圖所示為國內某型號的純電動汽車，若該車和車內乘客的總質量為2.4×103kg．每個車輪與地血的接觸面積為0.01m2．當該車在水平路面上以25m/s的速度勻速行駛時，它受到的阻力約等于人和車總重的0.02倍，此時電池組加在電動機兩端的電壓為320V，通過電動機的電流為60A．若連接導線的電阻不計，傳動裝置消耗的能量不計.
求：（1）該電動汽車此時對地面的壓強；
（2）該電動汽車將電能轉化為機械能的效率；
（3）該電動汽車電動機線圈的電阻。
四、綜合素養題（共13分）
1.（5分）（2022齊齊哈爾）隨著生產和技術的發展，人們已經開始將太陽能轉化為其它形式的能加以利用。目前直接利用太陽能的方式有兩種，一種是用吸光性好的材料制成太陽能集熱器，實現給水或其它介質加熱；另一種是利用半導體材料制成太陽能電池，這種電池目前已用于人造地球衛星、太陽能汽車等。
太陽能作為一種新能源，具有來源豐富、不需運輸、不會對環境造成污染等優點。但由于能量比較分散且受季節、氣候和晝夜變化的影響很大，又給大規模利用太陽能帶來新的技術課題。
如圖是試驗中的無人駕駛太陽能汽車，利用太陽能電池提供能源。
太陽能電池工作時，是將太陽能轉化為______ 。
技術人員可以通過______ 遠程操控汽車選填“超聲波”、“次聲波”或“電磁波”。
太陽能屬于______ 能源選填“可再生”或“不可再生”。
太陽能汽車的外形做成流線型，上表面彎曲，下表面比較平。汽車高速行駛時對地面的壓力______ 汽車靜止時對地面的壓力選填“大于”、“等于”或“小于”。
請你說出太陽能的一條優點：______ 。
2.（3分）（2022北京模擬題）閱讀短文，回答問題
能源問題日日漸嚴重，現在全世界都非常重視能源問題，一方面大力發展科學技術，努力努力開發和利用新能源；另一方面想方設法提高能源利用率，并重視節約能源。盡管目前能源相當短缺，但是能源的開發前景是廣闊的，首先地球上的水相當豐富，如果高效地把水分解成氫氣和氧氣，世界的能源問題可以得到解決。第二，一旦可控核聚變能夠實現，可以說將永遠解決人類能源的需求。聚變的核燃料，儲量非常豐富（主要在海水中），假如地球上儲量的1%被加以利用，找現在的能源消耗計算，可滿足人類未來幾億年對能源的需求。第三，太陽能是取之不盡、用之不竭的，太陽內部不斷地進行核反應，一年中輻射到地面的總能量為1.47×1018KW·h；等于全世界一年生產的總能量之和的兩萬多倍。由于太陽能太分散，現在太陽能的利用規模很小，在到達地面的能量中，被人類直接利用的只有萬分之零點一，若提高光電轉換效率，我們將可以大規模直接利用太陽能發電。太陽能開發潛力巨大；第四，隨著科技的發展，人類像發現何能一樣，還會不斷發現其他新能源并生產人造能源。
（1）解決能源問題的根本途徑是什么？
（2）對于太陽能的使用，我們面臨的主要問題是哪些？
（3）就人類現有技術和認識，結合本文章的介紹，你認為應該迫切開發和利用哪些新能源以環節能源危機？
3．（5分）（2022湖南郴州）我市風能資源豐富，現各地陸續安裝了風力發電機。風力發電機的原理是利用自然風吹動發電機風葉轉動，帶動內部發電機組發電。某興趣小組提出了一個問題：風力發電機的發電功率大小可能與哪些因素有關？他們針對這個問題提出如下猜想：
猜想一：風力發電機的發電功率大小可能與風速大小有關
猜想二：風力發電機的發電功率大小可能與風葉長度有關
猜想三：風力發電機的發電功率大小可能與風葉個數有關
猜想四：……
針對以上猜想一和猜想二，該興趣小組設計了實驗方案，準備了以下主要實驗器材：小型風力發電機（含形狀相同長度分別為10cm、15cm、20cm的風葉共三組）、電吹風、電壓表、導線若干。
實驗過程中，先將電壓表連接在小型發電機輸出電路兩端，電壓表示數可反映發電機的發電情況。用電吹風吹出的風模擬自然風，正對發電機風葉吹風，進行多次實驗，實驗數據記錄如下：
實驗序號 風葉長度/cm 電吹風檔位 風葉個數 電壓表示數/v
1 10 弱 3 0.5
2 10 中 3 0.8
3 10 強 3 1.2
4 15 中 3 1.3
5 20 中 3 1.8
根據以上實驗回答下列問題：
（1）本實驗是通過　 　來反映發電機發電功率大小的；
（2）比較實驗序號為　 　（填上表中實驗序號）三次實驗所得數據，可驗證猜想　 　（選填“一”或“二”），結論是：其他條件都相同時，風速越大，風力發電機的發電功率越大。
（3）比較實驗序號為2、4、5三次實驗所得數據，可驗證猜想　 　（選填“一”或“二”），結論是：　 　。
DD
【例題】
考點一：能源的分類
分 類 標 準 類型 區別標準 實例
產生方式 一次能源 可以從自然界直接獲取 風能、地熱能、核能、太陽能等。
二次能源 不可以從自然界直接獲取 電能等。
是否可再生 可再生能源 可以從自然界源源不斷地得到。 風能、太陽能、生物質能等。
不可再生能源 消耗后不可在短期內從自然界補充。 化石能源、核能等。
構成 化石能源 經過漫長的地質年代形成。 煤、石油、天然氣等。
生物質能 由生命物質提供的能量。 動植物體內存儲的化學能等。
【例題1】 （2022湖南張家界）新一代“人造太陽”裝置在成都建成并實現首次放電。“人造太陽”利用______ 選填“聚變”或“裂變”，這種方式釋放的核能具有不產生高放射性核廢料的優點，屬于______ 選填“可再生”或“不可再生”能源。
【答案】聚變 不可再生
【解析】“人造太陽”利用核聚變的原理工作的；核能不能源源不斷從自然界獲得，是不可再生能源。
【例題2】（2022新疆兵團）為了減少對環境的污染，未來我國占能源消費總量的比例逐步降低的能源是（ ）
A. 煤炭 B. 核能 C. 風能 D. 水能
【答案】A
【解析】煤炭中含有硫、磷、氟、氯等是煤炭中的有害成分，其中以硫最為重要。煤炭燃燒時絕大部分的硫被氧化成二氧化硫(SO2)，隨煙氣排放，污染大氣，危害動、植物生長及人類健康，腐蝕金屬設備。核能發電不像化石燃料發電那樣排放巨量的污染物質到大氣中，因此核能發電不會造成空氣污染。風能、水能屬于清潔能源，故A符合題意；BCD不符合題意。
考點二：新能源
1.核能
(1)概念：原子核分裂聚合時，釋放出的大量能量。
(2) 獲得核能的途徑：裂變和聚變。
2.太陽能
(1)優點：
a.巨大的“核能火爐”，可謂取之不盡，用之不歇。
b.人類能源的寶庫。c.清潔無污染。d.易獲得
(2)利用
a.用集熱器把物質加熱。
b.用太陽能電池把太陽能轉化成電能。
【例題3】（2022四川綿陽）“華龍一號”是我國核電走向世界的“國家名片”，2021年1月30日在福建福清投入商業運行，這對助力碳達峰、實現碳中和具有重要意義。“華龍一號”核電站反應堆內的核反應是（　　）
A．可控的裂變 B．不可控的裂變
C．可控的聚變 D．不可控的聚變
【答案】A
【解析】核裂變是質量較大的原子核在中子轟擊下發生鏈式反應，并釋放巨大能量的現象。
核裂變的鏈式反應加以控制就可以使核能平穩釋放，可控制地進行核反應的裝置稱為核反應堆，核電站就是利用核反應堆提供能量的。
考點三：能源與可持續發展
1.節約能源：由于能量轉移和能量轉化的方向性，目前作為人類主要能源的化石能源正逐漸被消耗，所以節約能源，已成為緊迫的問題。
解決辦法：(1) 形成前民節能意識，提高能源的利用率；(2) 注重技術創新，開發新能源，特別是開發利用核能和太陽能等綠色能源。
2.能源消耗對環境的影響
(1)環境污染：燃料燃燒過程中會產生有害氣體，不完全燃燒還會產生粉塵，污染大氣，危害人體健康，影響動植物正常生長。
(2)環境影響：水土流失，土地沙漠化。
(3)環境保護的主要措施：改進燃燒設備，盡量使燃料充分燃燒；加裝消煙裝置，減少煙塵排放量；普及使用煤氣和天然氣，以代替家用煤爐；集中供熱，以減少煙囪數目，即提高了燃料的利用率又減少了污染；開發利用污染小的新能源。
【例題4】（2022長春）下列能源中，屬于可再生能源的是（　　）
A. 煤 B. 石油 C. 風能 D. 天然氣
【答案】C
【解析】ABD．煤、石油和天然氣不能短時期內從自然界得到補充，屬于不可再生能源，故ABD不符合題意；C．風能可以從自然界里源源不斷的得到補充，屬于可再生能源，故C符合題意。
【例題5】（2022海南）海南有豐富的太陽能資源，太陽能熱水器使用廣泛。太陽能是_______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。太陽能熱水器在加熱水時，把太陽能轉化為______。
【答案】可再生 內能
【解析】太陽能具有取之不盡，用之不竭的特點，所以屬于可再生能源；太陽能熱水器在加熱水時，涉及的能量轉化是：太陽能轉化為內能。
【演練】
一、選擇題（本道大題有10小題，每小題4分，共40分）
1.(2021甘肅威武)中國可再生能源的開發利用規模居世界首位，下列屬于可再生能源的是（　　）
A. 太陽能 B. 石油 C. 煤 D. 核燃料
【答案】 A
【解析】考點是能源及其分類 。在短時間內能再生的資源叫做可再生資源，比如水資源、太陽能；再短時間內不能再生的資源叫做可不可再生資源，比如核能、煤炭、石油.
A．太陽能在自然界中是可以再生的能源，即為可再生能源，A符合題意；
BCD．石油、煤和核燃料使用之后在短時間內無法在自然界中再次產生的能源是不可再生能源，BCD不符合題意。
2.（2022黑牡雞朝鮮族）下列能源中，屬于可再生能源的是（ ）
A. 石油 B. 太陽能 C. 煤炭 D. 天然氣
【答案】B
【解析】ACD．石油、煤炭、天然氣等能源，使用之后在短時間內無法在自然界中再次產生的能源，是不可再生能源，故 ACD 不符合題意；
B．太陽能可以從自然界里源源不斷的得到補充，屬于可再生能源，故符合題意．
3.（2022青海）我國在城市建設和鄉村振興計劃中，重視環境保護和新能源的利用。下列說法中正確的
是（　　）
A. 廢舊電池可以隨意丟棄
B. 太陽能既可以轉化為內能，也可以轉化為電能
C. 太陽能是不可再生能源
D. 積極利用綠地和湖泊加快城市建設
【答案】B
【解析】A．廢舊電池隨意丟棄會污染環境，故A錯誤；
B．太陽能熱水器把太陽能轉化為水的內能，太陽能電池把太陽能轉化為電能，故B正確；
C．太陽能取之不盡，用之不竭是可再生能源，故C錯誤；
D．綠地和湖泊是生態系統的一部分，不能為了城市建設而減少綠地和湖泊，故D錯誤。
4.（2022湖北武漢）關于能源，下 列說法正確的是( )
A. 電能、地熱能都是一次能源
B. 風能、水能、太陽能都是不可再生能源
C. 核反應堆中發生的鏈式反應，是可以控制的
D. 大量氫核的裂變，可以在瞬間釋放出巨大的核能
【答案】C
【解析】AB．一次能源是直接從外界獲取的能源，二次能源需要消耗一次能源才能獲得，電能屬于二次能源，風能、水能、太陽能都是可再生能源，AB錯誤；
C．核反應堆又稱原子反應堆或反應堆，是裝配了核燃料以實現大規模可控制裂變鏈式反應的裝置，C正確；
D．氫核發生聚變，可以在瞬間釋放出巨大的核能，氫彈就是根據這一原理制成的，D錯誤。
5．（2022哈爾濱模擬題）關于信息與能源，下列說法中，錯誤的是（　　）
A．水能是可再生能源，可循環利用，因此不需要節約水資源
B．焚燒秸稈既污染環境又浪費能源，因此要大力禁燒秸稈，加強秸稈的綜合利用和開發
C．北斗衛星是通過電磁波傳遞信息，從而提供導航和通信服務
D．核電站一旦發生泄露，將產生嚴重的危害，所以必須制定嚴格的安全標準和規范
【答案】A
【解析】A．水能是可再生能源，可循環利用，地球上可以利用的淡水資源是有限的，因此需要節約水資源，故A錯誤；
B．秸稈燃燒會浪費能源，污染環境，因此要大力禁燒秸稈，加強秸稈的綜合利用和開發，故B正確；
C．衛星導航是利用電磁波傳遞信息的，故C正確；
D．核電站發生泄漏時產生的核輻射會對人和生物造成傷害，核廢料有放射性，會對環境造成污染，因此必須制定嚴格的安全標準和規范，故D正確。
6.（2022撫順模擬題）下列各種能源中，屬于不可再生能源的是（　　）
A．太陽能 B．潮汐能 C．地熱能 D．天然氣
【答案】D．
【解析】從能源是否可再利用的角度可把能源分為可再生能源和不可再生能源．人類開發利用后，在現階段不可能再生的能源，屬于不可再生能源；指在自然界中可以不斷再生、連續利用的能源，屬于可再生能源．
太陽能、潮汐能、地熱能可以從自然界里源源不斷的得到補充，屬于可再生能源；
天然氣屬于化石燃料，不能短時期內從自然界得到補充，屬于不可再生能源．
7．（2022牡丹江模擬題）關于下列說法中正確的是（　　）
A．只要站在絕緣的木凳上修電燈，就不會觸電
B．核能是可再生能源，開發和利用核能是人類獲取能源的一個新途徑
C．太陽能是取之不盡的能源，可直接利用且不會污染環境
D．固定電話是通過電磁波把信息傳到遠方
【答案】C
【解析】（1）當人體直接或間接接觸火線并形成電流通路的時候，就會有電流流過人體，從而造成觸電；
（2）化石能源、核能會越用越少，不可能在短期內從自然界得到補充，所以它們屬于不可再生能源；
（3）根據太陽能的特點進行分析；
（4）對于固定電話一般是有話筒和聽筒組成，即話筒將聲信號變為變化的電流；而聽筒是將變化的電流還原為聲信號，故據此能判斷出固定電話中信息傳遞是靠什么進行的。
A．雖然站在絕緣的木凳上，但雙手同時分別接觸火線和零線時，通過人體形成電流通路，就會有電流流過人體，從而造成觸電，故A錯誤；
B．核能不能短期內從自然界得到補充，是不可再生能源，但是核能是一種新型的能源，故B錯誤；
C．太陽能是一種新型的無污染的能源，太陽能是取之不盡的能源，可直接利用且對環境的污染小，前景廣闊，故C正確；
D．由于固定電話的話筒是將聲信號變為變化的電流，而聽筒是將變化的電流還原為聲信號，故其所傳遞的聲音信息是由導線中變化的電流來實現的，故D錯誤。
8.（2022云南模擬題）如圖所示是試驗中的無人駕駛太陽能汽車，下列有關說法不正確的是（　　）
A．太陽能是一種不可再生能源
B．太陽能電池將太陽能直接轉化為電能
C．測試人員可以通過電磁波遠程操控汽車
D．太陽能汽車在快速行駛時對地面的壓力比靜止時小
【答案】A
【解析】（1）像風能、太陽能、生物質能等都是能夠源源不斷的從自然界得到的能源叫可再生能源；像化石能源、核能等短期內不能從自然界得到補充的能源叫不可再生能源；
（2）太陽能電池把太陽能轉化為電能；
（3）遠程操控是靠發射電磁波來實傳遞信息的；
（4）車子靜止在水平面上，車子對路面的壓力等于重力，當流線型的車子快速行駛時，產生升力，車子對地面壓力減小．
A.太陽能能夠源源不斷的從自然界得到的能源，是可再生能源，故A錯誤；
B.太陽能電池將太陽能轉化為電能，故B正確；
C.試驗中測試人員是通過電磁波遠程操控太陽能汽車的，故C正確；
D.太陽能汽車外型是流線型，當汽車高速行駛時，相同時間內，空氣經過上方的路程比下方路程長，流速大，根據“流速越大壓強越小”原理可知，流過汽車的空氣產生向上的壓強差，所以汽車行駛時對地面壓力比靜止時小，故D正確．
9．（2022成都模擬題）下列關于認識物質世界的敘述中錯誤的是（　　）
A．最早確立物質原子論的學者是阿伏伽德羅
B．電子的發現使人們認識到原子不是構成物質的最小單元
C．盧瑟福通過α粒子散射實驗發現了原子核
D．哥白尼把人們從“地球是宇宙中心”的錯誤認識中解脫出來
【答案】A．
【解析】國家對物理學家及其成就的掌握作答．
A．1808年，英國科學家道爾頓提出了原子論．他認為物質都是由原子直接構成的；原子是一個實心球體，不可再分割．故A錯誤；
B．1897年，英國科學家湯姆生發現原子中存在電子．電子的發現使人們認識到原子不是構成物質的最小單元．故B正確；
C．1911年英國科學家盧瑟福進行了α粒子散射實驗，發現了原子是由原子核和核外電子構成的．故C正確；
D．近代波蘭科學家哥白尼提出以太陽為中心的宇宙模型，簡稱“日心說”．把人們從“地球是宇宙中心”的錯誤認識中解脫出來．故D正確．
10.（2022福建模擬題）在粒子散射實驗的基礎上提出了原子核式結構模型，認為原子是由原子核和電子組成的。 提出這個模型的物理學家是（ ）
A.盧瑟福 B.愛因斯坦 C.牛頓 D.焦耳
【答案】A
【解析】本題主要考查了物理學史和物質的組成及微粒。20世紀提出相對論理論的杰出物理學家是愛因斯坦；盧瑟福在粒子散射實驗的基礎上提出了原子核式結構模型，認為原子是由原子核和核外電子組成的。
二、填空題（每空1分，共26分）
1.（2022貴州黔東南州）如圖所示，是用燃燒天然氣給水加熱的情景。它是通過______途徑改變水的內能，天然氣是______（選填“可再生”或“不可再生”）能源。
【答案】 熱傳遞 不可再生
【解析】改變物體內能的方式有做功和熱傳遞，用燃燒天然氣給水加熱是通過熱傳遞改變水的內能的。
天然氣用一點就少一點，短時間內不會再生，是不可再生能源。
2.（2022河北）太陽能是______（選填“可再生”或“不可再生”）能源，直接利用太陽能可有效地減少碳排放，圖所示是一輛低碳化未來汽車，車頂部裝有高效光電轉換器，它可將________能轉化為電能；車輪輪轂其實是風力發電機，可以把捕捉到的風能轉化為_________能。
【答案】 可再生 太陽 電
【解析】太陽能取之不盡用之不竭，且清潔無污染，屬于可再生能源。
光電轉換器的作用是將太陽能轉變為電能。
風力發電機的作用是將風能轉變為電能。
3.（2022長春）2021年6月17日，神州十二號載人飛船成功發射，并與我國空間站天和核心艙成功交會對接。對接后，載人飛船相對于核心艙是______的。航天員進駐空間站后通過______與地面指揮中心傳遞信息。空間站可以利用太陽能電池板獲得能量，太陽能是太陽內部的氫原子核發生______（選填“裂變”或“聚變”）釋放出的核能。
【答案】 靜止 電磁波 聚變
【解析】如果一個物體的位置相對于參照物發生了變化，這個物體就是運動的，如果沒有變化，它是靜止的。神州十二號載人飛船成功發射，并與我國空間站天和核心艙成功交會對接。對接后，因載人飛船相對于核心艙的位置沒有發生變化，載人飛船相對于核心艙是靜止的。
地球和太空之間有真空，聲音不能在真空中傳播，而電磁波可在真空中傳播，故航天員進駐空間站后通過電磁波與地面指揮中心傳遞信息。
原子核聚變和核裂變都能釋放能量。太陽能是太陽內部的氫原子核發生聚變釋放出的核能。
4.（2022廣東省）原子由______ 和電子組成，電子帶______ 電，用中子轟擊軸235原子核，可使其發生核______ 選填“聚變”或“製變”并釋放核能。
【答案】原子核 負 裂變
【解析】原子由帶正電的原子核和核外帶負電的電子構成。用中子轟擊軸235原子核，可使其發生核裂變并釋放核能。
5.（2022廣西貴港）貴港很多“村村通”的道路兩旁都安裝有如圖所示的太陽能LED照明路燈。它主要由太陽能電池板、LED燈頭等部件構成。LED是一種發光二極管，是由________材料制成（選填“導體”、“半導體”或“絕緣體”），通過電流能夠發光，可以把電能直接轉化成________能。
【答案】 半導體；光
【解析】太陽能電池板是把太陽能轉化成電能，LED是一種半導體發光二極管；通過電流時不用經過加熱燈絲直接能夠發光，即把電能直接轉化成光能。
6．（2022廣西北部灣）中國援建了巴基斯坦的核電站，核電站的核反應堆利用原子核的__________（選填“裂變”或“聚變”）釋放核能。Wi-fi無線上網是利用________（選填“電磁波”或“超聲波”）傳遞信息。
【答案】裂變 電磁波
【解析】目前的核電站的核反應堆都是利用原子核的裂變釋放核能的；Wi-fi無線上網是通過電磁波來傳遞信息的。
7．（2022湖南岳陽模擬題）我國實現了全球首次海域可燃冰試采成功．可燃冰與石油一樣都是　　（填“可再生”或“不可再生”）能源．1m3可燃冰可以釋放出175m3的天然氣，這些天然氣完全燃燒釋放出的熱量是　　J；若這些熱量有50%被10噸的水吸收，水的溫度能夠上升　　℃．（q天然氣=3.6×107J/m3，c水=4.2×103J/（kg ℃））
【答案】不可再生； 6.3×109；75．
【解析】不可再生能源是在短時間內無法再生的能源，常見的化石資源、礦產資源都是不可再生能源，石油是化石能源，是不可再生的；已知天然氣的熱值，由1m3可燃冰可以釋放出175m3的天然氣，可求可燃冰的熱值；再利用Q放=mq可求熱量；利用公式Q吸=ηQ放求水吸收的熱量，知道水的比熱容、質量和吸收的熱量，利用公式Q吸=cm△t計算水吸收的熱量后的溫度．
（1）可燃冰的總量是有限的，屬于不可再生能源；
（2）1m3的“可燃冰”相當于的天然氣的體積為：V=1×175m3=175m3，
這些天然氣完全燃燒產生熱量：Q放=Vq=175m3×3.6×107J/m3=6.3×109J；
（3）水吸收的熱量：Q吸=ηQ放=50%×6.3×109J=3.15×109J，
由Q吸=cm△t得加熱后水的溫度：
△t===75℃．
8．（2022湖北荊州模擬題）常規潛艇以四沖程柴油內燃機為動力，工作時包括吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，其中機械能轉化為內能的是　　沖程；核潛艇利用核反應堆發生核裂變提供動力，其核能是　　（選填“新能源”或“常規能源”）；在海面下潛艇上浮過程中受到的重力　　下潛過程中受到的重力（選填“等于”、“小于”或“大于”）。
【答案】壓縮；新能源；小于。
【解析】（1）在內燃機的四個沖程中，壓縮沖程將機械能轉化為內能，做功沖程是將內能轉化為機械能；
（2）核能是人們最近開始使用、有待推廣的能源，所以是新能源；
（3）潛水艇在海面下上浮，應通過水倉排水而減小自身的重力，由于重力小于浮力故潛水艇會上浮；潛水艇要潛入水中，應通過水倉進水而增大自身的重力，由于重力大于浮力故潛水艇會下沉；所以在海面下潛艇上浮過程中受到的重力小于下潛過程中受到的重力。
9．（2022齊齊哈爾模擬題）小張駕駛一輛額定功率為35千瓦、效率為30%的汽車在一段平直的公路上勻速行駛，在額定功率下行駛1小時至少需要　　L汽油（汽油的熱值為3.5×107J/L）；若行駛的速度為72km/h，則汽車受到的阻力為　　N，汽油屬于　　能源（選填“可再生”或“不可再生”）。
【答案】12；525；不可再生。
【解析】（1）根據W=Pt求出小汽車以額定功率勻速直線行駛1h牽引力所做的功，用η=求出放出的熱量，再利用Q放=Vq可求出完全燃燒多少升汽油放出熱量；
（2）利用效率公式η=的變形公式W=ηQ放可求出牽引力做的功；知道前進的距離，利用公式W=Fs求出汽車的牽引力，知道汽車做勻速直線運動，受到的牽引力等于阻力，可求阻力；
（3）像煤、石油、天然氣等，一旦消耗很難再生的能源屬于不可再生能源。
小汽車以額定功率勻速直線行駛1h牽引力所做的功：
W=Pt=3.5×104W×3600s=1.26×108J，
完全燃燒汽油放出熱量Q放=Vq，
小汽車發動機的效率η=，
所以ηQ放=W，
ηVq=W，
V===12L；
（2）由η=得，汽油機的有用功：
W=ηQ放=30%×1.26×108J=3.78×107J；
因為72km/h=20m/s，
由W=Fs得汽車發動機的牽引力：
F====525N，
因為汽車在平直公路上勻速行駛，
所以汽車受到的阻力：f=F=525N；
（3）汽油屬于不可再生能源，一旦消耗很難再生。
10．（2022西安模擬題）我國在南海成功開采出的可燃冰是一種高效、清潔、儲量巨大的新能源，可以像固體酒精一樣被點燃，開采點位于水深1266m海底下一定深度的海床中，海水對海底的壓強是　　Pa，可燃冰屬于　　（選填“可再生”或“不可再生”）能源．（ρ海水取1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
【答案】1.266×l07；不可再生．
【解析】（1）已知水的深度，根據公式p=ρgh可求產生的壓強．
（2）能夠短時間內從自然界源源不斷得到補充的是可再生能源，短時間內從自然界得不到補充的是不可再生能源．
海底受到的壓強：
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1266m=1.266×l07Pa；
可燃冰短時間內從自然界得不到補充，屬于不可再生能源．
三、計算題（共17分）
1．(8分)（2022蘇州模擬題）“共享單車”普及后．王老師由原來開汽車上班改成騎“共享單車”上班，如圖所示的“共享單車”，它具有GPS定位功能，方便人們用手機尋找到附近“共享單車”的具體位置，它的前貨倉底板是一個太陽能電池板，為GPS功能供電．
（1）太陽能電池板工作時，把光能轉化為　 能．GPS工作是靠　 來實現定位的．
（2）王老師上班騎車的平均速度為15km/h，騎行時間為20min，比以前開汽車走相同的路上班要減少二氧化碳排放多少千克？（王老師開汽車上班的油耗為10L/100km，燃燒IL汽油要排放二氧化碳2.4kg．）
【答案】（1）電；電磁波；（2）要減少二氧化碳排放1.2千克
【解析】（1）太陽能電池板能把太陽能轉化為電能；GPS工作是靠電磁波來實現定位的；
（2）由v=s/t可知王老師通過的距離為：s=vt=15km/h×1/3h=5km；則通過5km的路程消耗的汽油為：V=5km×=0.5L，燃燒IL汽油要排放二氧化碳2.4kg，則燃燒0.5L汽油要排放二氧化碳1.2kg。
2．（9分）（2022長春模擬題）新能源純電功汽車因其環保、節能、高效、維護方使等諸多優勢，將來有望取代燃油車成為人們日常使用的重要交通工具，現在常德市的出租汽車中就已出現了純電動汽車的靚麗身影。電動汽車提供能量的裝置為車內的電池組，當它給電動機供電時，電動機將驅動車輪行駛。如圖所示為國內某型號的純電動汽車，若該車和車內乘客的總質量為2.4×103kg．每個車輪與地血的接觸面積為0.01m2．當該車在水平路面上以25m/s的速度勻速行駛時，它受到的阻力約等于人和車總重的0.02倍，此時電池組加在電動機兩端的電壓為320V，通過電動機的電流為60A．若連接導線的電阻不計，傳動裝置消耗的能量不計.
求：（1）該電動汽車此時對地面的壓強；
（2）該電動汽車將電能轉化為機械能的效率；
（3）該電動汽車電動機線圈的電阻。
【答案】（1）6×105Pa；（2）6.25%；（3）2Ω。
【解析】（1）電動汽車對水平地面的壓力：F=G=mg=2.4×103kg×10N/kg=2.4×104N，受力面積S=4S0=4×0.01m2=0.04m2，
電動汽車對水平地面的壓強：p===6×105Pa；
（2）電動汽車在水平路面上勻速行駛，則汽車受到的牽引力F=f=0.02G=0.02×2.4×104N=480N，汽車勻速行駛牽引力做功的功率：P有用=Fv=480N×25m/s=1.2×104W；
電動汽車行駛消耗的電功率：P電=UI=320V×60A=1.92×104W；
則該電動車將電能轉化為機械能的效率：η=×100%=×100%=62.5%；
（3）若連接導線的電阻不計，傳動裝置消耗的能量不計，則電動機線圈的發熱功率為：
P熱=P電﹣P有用=1.92×104W﹣1.2×104W=7.2×103W，
根據P=I2R可得：線圈的電阻R===2Ω。
四、綜合素養題（共13分）
1.（5分）（2022齊齊哈爾）隨著生產和技術的發展，人們已經開始將太陽能轉化為其它形式的能加以利用。目前直接利用太陽能的方式有兩種，一種是用吸光性好的材料制成太陽能集熱器，實現給水或其它介質加熱；另一種是利用半導體材料制成太陽能電池，這種電池目前已用于人造地球衛星、太陽能汽車等。
太陽能作為一種新能源，具有來源豐富、不需運輸、不會對環境造成污染等優點。但由于能量比較分散且受季節、氣候和晝夜變化的影響很大，又給大規模利用太陽能帶來新的技術課題。
如圖是試驗中的無人駕駛太陽能汽車，利用太陽能電池提供能源。
太陽能電池工作時，是將太陽能轉化為______ 。
技術人員可以通過______ 遠程操控汽車選填“超聲波”、“次聲波”或“電磁波”。
太陽能屬于______ 能源選填“可再生”或“不可再生”。
太陽能汽車的外形做成流線型，上表面彎曲，下表面比較平。汽車高速行駛時對地面的壓力______ 汽車靜止時對地面的壓力選填“大于”、“等于”或“小于”。
請你說出太陽能的一條優點：______ 。
【答案】電能 電磁波 可再生 小于 來源豐富
【解析】太陽能電池工作時，是將太陽能轉化為電能；
技術人員是通過電磁波遠程操控汽車；
太陽能是可以再生的，故它是可再生能源；
太陽能汽車在水平路面上靜止時，對地面的壓力等于其重力。
太陽能汽車的外形做成流線型，上表面彎曲，下表面比較平，在水平路面上高速行駛時，流過上方的空氣流速快，下方的流速慢，上方的壓強小，下方的壓強大，產生向上的壓力差，減小對地面的壓力，所以小轎車在水平路面高速行駛時對地面的壓力小于靜止時對地面的壓力；
太陽能作為一種新能源，具有來源豐富、不需運輸、不會對環境造成污染等優點。據此可得答案：來源豐富、不需運輸、不會對環境造成污染。
2.（3分）（2022北京模擬題）閱讀短文，回答問題
能源問題日日漸嚴重，現在全世界都非常重視能源問題，一方面大力發展科學技術，努力努力開發和利用新能源；另一方面想方設法提高能源利用率，并重視節約能源。盡管目前能源相當短缺，但是能源的開發前景是廣闊的，首先地球上的水相當豐富，如果高效地把水分解成氫氣和氧氣，世界的能源問題可以得到解決。第二，一旦可控核聚變能夠實現，可以說將永遠解決人類能源的需求。聚變的核燃料，儲量非常豐富（主要在海水中），假如地球上儲量的1%被加以利用，找現在的能源消耗計算，可滿足人類未來幾億年對能源的需求。第三，太陽能是取之不盡、用之不竭的，太陽內部不斷地進行核反應，一年中輻射到地面的總能量為1.47×1018KW·h；等于全世界一年生產的總能量之和的兩萬多倍。由于太陽能太分散，現在太陽能的利用規模很小，在到達地面的能量中，被人類直接利用的只有萬分之零點一，若提高光電轉換效率，我們將可以大規模直接利用太陽能發電。太陽能開發潛力巨大；第四，隨著科技的發展，人類像發現何能一樣，還會不斷發現其他新能源并生產人造能源。
（1）解決能源問題的根本途徑是什么？
（2）對于太陽能的使用，我們面臨的主要問題是哪些？
（3）就人類現有技術和認識，結合本文章的介紹，你認為應該迫切開發和利用哪些新能源以環節能源危機？
【答案】（1）開發利用新能源；提高能源利用率；節約能源。
（2）分散，受時間、天氣限制。光電、光熱轉換，效率低。
（3）充分利用海水資源，進一步掌握可控核聚變技術。
【解析】認真閱讀短文，收集有用信息，根據學過的能源利用問題就可以容易解決本題。
3．（5分）（2022湖南郴州）我市風能資源豐富，現各地陸續安裝了風力發電機。風力發電機的原理是利用自然風吹動發電機風葉轉動，帶動內部發電機組發電。某興趣小組提出了一個問題：風力發電機的發電功率大小可能與哪些因素有關？他們針對這個問題提出如下猜想：
猜想一：風力發電機的發電功率大小可能與風速大小有關
猜想二：風力發電機的發電功率大小可能與風葉長度有關
猜想三：風力發電機的發電功率大小可能與風葉個數有關
猜想四：……
針對以上猜想一和猜想二，該興趣小組設計了實驗方案，準備了以下主要實驗器材：小型風力發電機（含形狀相同長度分別為10cm、15cm、20cm的風葉共三組）、電吹風、電壓表、導線若干。
實驗過程中，先將電壓表連接在小型發電機輸出電路兩端，電壓表示數可反映發電機的發電情況。用電吹風吹出的風模擬自然風，正對發電機風葉吹風，進行多次實驗，實驗數據記錄如下：
實驗序號 風葉長度/cm 電吹風檔位 風葉個數 電壓表示數/v
1 10 弱 3 0.5
2 10 中 3 0.8
3 10 強 3 1.2
4 15 中 3 1.3
5 20 中 3 1.8
根據以上實驗回答下列問題：
（1）本實驗是通過　 　來反映發電機發電功率大小的；
（2）比較實驗序號為　 　（填上表中實驗序號）三次實驗所得數據，可驗證猜想　 　（選填“一”或“二”），結論是：其他條件都相同時，風速越大，風力發電機的發電功率越大。
（3）比較實驗序號為2、4、5三次實驗所得數據，可驗證猜想　 　（選填“一”或“二”），結論是：　 　。
【答案】（1）電壓表示數；
（2）1、2、3；一；
（3）二；其他條件都相同時，風葉長度越大，風力發電機的發電功率越大。
【解析】（1）由“將電壓表連接在小型發電機輸出電路兩端，電壓表示數可反映發電機的發電情況”知，本實驗是通過電壓表示數的變化來反映發電機發電功率大小的：示數越大，發電功率越大；
（2）從實驗結論可以看出，實驗探究的是發電功率大小與風速的關系，所以要保持風葉長度和風葉個數相同，改變風速，因此選擇的是實驗序號的1、2、3；
（3）在2、4、5三次實驗過程中，電吹風檔位相同，也就是風速相同，風葉個數相同，但風葉長度不同，并且發現：風葉長度越大，電壓表示數越大，說明發電功率與風葉長度有關。所以結論為：其他條件都相同時，風葉長度越大，風力發電機的發電功率越大。
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